Mặt bích là gì?
Mặt bích, gọi tắt là mặt bích, là một thuật ngữ chung, thường dùng để chỉ một vật thể kim loại hình đĩa có một vài lỗ cố định, dùng để kết nối các vật khác. Loại vật thể này được sử dụng rộng rãi trong máy móc, vì vậy khi nhìn nó có vẻ hơi lạ, nên người ta thường gọi nó là mặt bích. Tên gọi này bắt nguồn từ tiếng Anh "flange". Mặt bích dùng để kết nối các ống với nhau, và ở đầu ống, mặt bích có một lỗ, được bắt vít để siết chặt hai mặt bích lại với nhau. Giữa hai mặt bích có một vòng đệm để làm kín.
Mặt bích là một bộ phận hình đĩa, phổ biến nhất trong kỹ thuật đường ống, mặt bích thường được sử dụng theo cặp.
Về các loại kết nối mặt bích, có ba thành phần:
- Mặt bích ống
- Gioăng
- Kết nối bu lông
Trong hầu hết các trường hợp, người ta thường tìm thấy một loại gioăng và bu lông chuyên dụng được làm từ cùng một loại vật liệu với mặt bích ống. Loại mặt bích phổ biến nhất là mặt bích thép không gỉ. Mặt bích, mặt bích cũng có nhiều loại vật liệu khác nhau để phù hợp với yêu cầu của công trình. Một số vật liệu mặt bích phổ biến nhất là monel, inconel và crom molypden, tùy thuộc vào yêu cầu thực tế của công trình. Sự lựa chọn vật liệu tốt nhất nên phụ thuộc vào loại hệ thống mà bạn muốn sử dụng mặt bích với các yêu cầu cụ thể.
7 loại mặt bích thông dụng
Có nhiều loại mặt bích khác nhau có thể được lựa chọn tùy thuộc vào yêu cầu của công trình. Để lựa chọn được loại mặt bích lý tưởng, cần đảm bảo hoạt động ổn định cũng như tuổi thọ cao và phải xem xét đến giá cả phù hợp nhất.
1. Mặt bích có ren:
Các mặt bích ren, có ren trong lỗ mặt bích, được lắp với ren ngoài trên phụ kiện. Kết nối ren ở đây nhằm mục đích tránh hàn trong mọi trường hợp. Nó chủ yếu được kết nối bằng cách khớp ren với ống cần lắp đặt.
2. Mặt bích hàn ổ cắm
Loại mặt bích này thường được sử dụng cho các đường ống nhỏ hơn, nơi đường kính của vùng nhiệt độ và áp suất thấp được đặc trưng bởi một mối nối trong đó đường ống được đặt bên trong mặt bích để đảm bảo kết nối bằng mối hàn góc đơn hoặc đa đường. Điều này tránh được những hạn chế liên quan đến các đầu ren so với các loại mặt bích hàn khác, do đó giúp việc lắp đặt trở nên đơn giản hơn.
3. Mặt bích chồng
Mặt bích chồng là một loại mặt bích yêu cầu đầu nối phải được hàn đối đầu với một phụ kiện để có thể sử dụng với mặt bích đỡ nhằm tạo thành kết nối mặt bích. Thiết kế này đã làm cho phương pháp này trở nên phổ biến trong nhiều hệ thống khác nhau, nơi không gian vật lý bị hạn chế, hoặc nơi cần tháo lắp thường xuyên, hoặc nơi yêu cầu mức độ bảo trì cao.
4. Mặt bích trượt
Mặt bích trượt rất phổ biến và có nhiều kích cỡ khác nhau để phù hợp với các hệ thống có lưu lượng và công suất cao. Chỉ cần chọn mặt bích có đường kính ngoài phù hợp với đường kính ống là việc lắp đặt rất dễ dàng. Việc lắp đặt các mặt bích này đòi hỏi kỹ thuật cao vì cần hàn góc ở cả hai phía để cố định mặt bích vào ống.
5. Mặt bích bịt kín
Các loại mặt bích này rất phù hợp để kết thúc hệ thống đường ống. Tấm bịt kín có hình dạng như một đĩa rỗng có thể được bắt vít. Khi được lắp đặt đúng cách và kết hợp với gioăng phù hợp, nó tạo ra một lớp bịt kín tuyệt vời và dễ dàng tháo ra khi cần thiết.
6. Mặt bích cổ hàn
Mặt bích cổ hàn rất giống với mặt bích chồng, nhưng cần hàn đối đầu để lắp đặt. Và độ bền vững của hệ thống này, khả năng uốn cong nhiều lần và sử dụng trong các hệ thống áp suất và nhiệt độ cao, khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho đường ống công nghiệp.
7. Mặt bích chuyên dụng
Loại mặt bích này là loại quen thuộc nhất. Tuy nhiên, có rất nhiều loại mặt bích chuyên dụng khác nhau để phù hợp với nhiều mục đích sử dụng và môi trường khác nhau. Có nhiều lựa chọn khác như mặt bích nipo, mặt bích weldo, mặt bích giãn nở, lỗ tiết lưu, cổ hàn dài và mặt bích giảm đường kính.
5 loại mặt bích đặc biệt
1. WeldoFlange
Mặt bích Weldo rất giống với mặt bích Nipo vì nó là sự kết hợp giữa mặt bích hàn đối đầu và các khớp nối nhánh. Mặt bích Weldo được làm từ một mảnh thép rèn nguyên khối, thay vì các bộ phận riêng lẻ được hàn lại với nhau.
2. Mặt bích Nipo
Nipoflange là một loại ống nhánh nghiêng một góc 90 độ, được sản xuất bằng cách kết hợp mặt bích hàn đối đầu và ống nối Nipolet rèn. Mặc dù mặt bích Nipo được coi là một khối thép rèn nguyên khối chắc chắn, nhưng nó không được hiểu là hai sản phẩm khác nhau được hàn lại với nhau. Việc lắp đặt Nipoflange bao gồm việc hàn phần Nipolet vào thiết bị để dẫn ống và bắt vít phần mặt bích vào mặt bích ống nhánh bởi đội thi công đường ống.
Điều quan trọng cần biết là mặt bích Nipo có nhiều loại vật liệu khác nhau như thép carbon, thép carbon chịu nhiệt cao và thấp, các loại thép không gỉ và hợp kim niken. Mặt bích Nipo chủ yếu được chế tạo bằng phương pháp gia cường, giúp tăng thêm độ bền cơ học so với mặt bích Nipo tiêu chuẩn.
3. Mặt bích khuỷu và mặt bích ngang
Elboflange là sự kết hợp giữa flange (mặt bích) và Elbolet (ống nối khuỷu), trong khi Latroflange là sự kết hợp giữa flange (mặt bích) và Latrolet (ống nối khuỷu). Mặt bích khuỷu được sử dụng để phân nhánh đường ống ở góc 45 độ.
4. Mặt bích vòng xoay
Ứng dụng của mặt bích vòng xoay là tạo điều kiện thuận lợi cho việc căn chỉnh các lỗ bu lông giữa hai mặt bích ghép đôi, điều này hữu ích hơn trong nhiều trường hợp, chẳng hạn như lắp đặt đường ống có đường kính lớn, đường ống ngầm dưới biển hoặc ngoài khơi và các môi trường tương tự. Loại mặt bích này phù hợp với các chất lỏng đòi hỏi khắt khe trong ngành dầu khí, hydrocarbon, nước, hóa chất và các ứng dụng quản lý nước và hóa dầu khác.
Đối với các đường ống có đường kính lớn, ống được lắp một mặt bích hàn đối đầu tiêu chuẩn ở một đầu và một mặt bích xoay ở đầu kia. Cơ chế hoạt động là xoay mặt bích xoay trên đường ống để người vận hành có thể dễ dàng và nhanh chóng căn chỉnh đúng các lỗ bu lông.
Một số tiêu chuẩn chính cho mặt bích vòng xoay là ASME hoặc ANSI, DIN, BS, EN, ISO và các tiêu chuẩn khác. Một trong những tiêu chuẩn phổ biến nhất cho các ứng dụng hóa dầu là ANSI hoặc ASME B16.5 hoặc ASME B16.47. Mặt bích xoay là loại mặt bích có thể được sử dụng với tất cả các hình dạng tiêu chuẩn mặt bích thông dụng. Ví dụ: cổ hàn, kiểu trượt, khớp chồng, mối hàn ổ cắm, v.v., với tất cả các mác vật liệu, kích thước đa dạng từ 3/8" đến 60" và áp suất từ 150 đến 2500. Các mặt bích này có thể dễ dàng chế tạo từ thép carbon, thép hợp kim và thép không gỉ.
5. Mặt bích giãn nở
Mặt bích giãn nở được sử dụng để tăng đường kính trong của một đường ống từ một điểm cụ thể này đến một điểm khác nhằm kết nối đường ống với các thiết bị cơ khí khác như máy bơm, máy nén và van có kích thước đầu vào khác nhau.
Mặt bích giãn nở thường là loại mặt bích hàn đối đầu có một lỗ rất lớn ở đầu không có mặt bích. Nó có thể được sử dụng để tăng thêm một hoặc hai kích thước hoặc lên đến 4 inch vào đường kính ống dẫn. Loại mặt bích này được ưa chuộng hơn so với sự kết hợp giữa bộ giảm đường kính hàn đối đầu và mặt bích tiêu chuẩn vì chúng rẻ hơn và nhẹ hơn. Một trong những vật liệu phổ biến nhất được sử dụng cho mặt bích giãn nở là A105 và thép không gỉ ASTM A182.
Mặt bích giãn nở có nhiều mức áp suất và kích thước khác nhau theo tiêu chuẩn ANSI hoặc ASME B16.5, chủ yếu có dạng lồi hoặc phẳng (RF hoặc FF). Mặt bích giảm đường kính, còn được gọi là mặt bích thu nhỏ, có chức năng hoàn toàn ngược lại so với mặt bích giãn nở, nghĩa là chúng được sử dụng để giảm đường kính trong của ống. Đường kính trong của một đoạn ống có thể dễ dàng giảm, nhưng không quá 1 hoặc 2 cỡ. Nếu muốn giảm đường kính hơn nữa, cần sử dụng giải pháp kết hợp giữa các bộ giảm đường kính hàn đối đầu và mặt bích tiêu chuẩn.
Kích thước mặt bích và những lưu ý thường gặp
Bên cạnh thiết kế chức năng của mặt bích, kích thước là yếu tố có khả năng ảnh hưởng nhất đến việc lựa chọn mặt bích khi thiết kế, bảo trì và nâng cấp hệ thống đường ống. Thay vào đó, cần phải xem xét đến sự tiếp xúc của mặt bích với đường ống và các gioăng được sử dụng để đảm bảo kích thước phù hợp. Ngoài ra, một số yếu tố cần xem xét phổ biến khác như sau:
- Đường kính ngoài: Đường kính ngoài là khoảng cách giữa hai mép đối diện của mặt bích.
- Độ dày: Độ dày được đo từ mép ngoài của vành.
- Đường kính vòng bu lông: Đây là khoảng cách giữa các lỗ bu lông tương ứng, đo từ tâm đến tâm.
- Kích thước ống: Kích thước ống là kích thước tương ứng với mặt bích.
- Đường kính danh nghĩa: Đường kính danh nghĩa là kích thước đường kính trong của đầu nối mặt bích.
Phân loại mặt bích và cấp độ dịch vụ
Mặt bích được phân loại chủ yếu dựa trên khả năng chịu được các nhiệt độ và áp suất khác nhau. Chúng được ký hiệu bằng các chữ cái hoặc hậu tố "#", "lb" hoặc "class". Các hậu tố này có thể thay thế cho nhau và cũng khác nhau tùy theo khu vực hoặc nhà cung cấp. Các phân loại phổ biến được liệt kê dưới đây:
- 150#
- 300#
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
Các thông số dung sai về áp suất và nhiệt độ có thể thay đổi tùy thuộc vào vật liệu sử dụng, thiết kế mặt bích và kích thước mặt bích. Tuy nhiên, chỉ có định mức áp suất là không đổi, và định mức này giảm khi nhiệt độ tăng.
Loại mặt bích
Loại bề mặt bích cũng là một đặc điểm rất quan trọng, có tác động đáng kể đến hiệu suất cuối cùng và tuổi thọ của mặt bích. Do đó, một số loại bề mặt bích quan trọng nhất được phân tích dưới đây:
1. Mặt bích phẳng (FF)
Bề mặt gioăng của mặt bích phẳng nằm cùng mặt phẳng với bề mặt của khung bắt vít. Các sản phẩm sử dụng mặt bích phẳng thường là những sản phẩm được sản xuất bằng khuôn để phù hợp với mặt bích hoặc nắp mặt bích. Không nên đặt mặt bích phẳng lên mặt bích bên đảo ngược. Tiêu chuẩn ASME B31.1 quy định rằng khi nối mặt bích gang phẳng với mặt bích thép carbon, phần nhô lên trên mặt bích thép carbon phải được loại bỏ và cần có gioăng toàn bề mặt. Điều này nhằm ngăn chặn các mảnh vụn gang nhỏ, dễ vỡ bắn vào khoảng trống được tạo ra bởi phần nhô lên của mặt bích thép carbon.
Loại mặt bích này được sử dụng trong sản xuất thiết bị và van cho tất cả các ứng dụng có sử dụng gang. Gang dễ vỡ hơn và thường chỉ được sử dụng cho các ứng dụng ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp. Mặt phẳng cho phép cả hai mặt bích tiếp xúc hoàn toàn trên toàn bộ bề mặt. Mặt bích phẳng (FF) có bề mặt tiếp xúc có cùng chiều cao với ren bu lông của mặt bích. Vòng đệm toàn bề mặt được sử dụng giữa hai mặt bích phẳng và thường có chất liệu mềm. Theo tiêu chuẩn ASME B31.3, không nên ghép nối mặt bích phẳng với mặt bích nâng cao do nguy cơ rò rỉ từ mối nối mặt bích.
2. Mặt bích nâng cao (RF)
Mặt bích lồi là loại phổ biến nhất được sử dụng trong các ứng dụng chế tạo và dễ dàng nhận biết. Nó được gọi là lồi vì mặt của gioăng nằm phía trên mặt của vòng bu lông. Mỗi loại mặt bích yêu cầu sử dụng nhiều loại gioăng khác nhau, bao gồm nhiều loại gioăng vòng phẳng và gioăng composite kim loại như gioăng xoắn ốc và gioăng hai lớp.
Mặt bích RF được thiết kế để tập trung thêm áp suất vào một diện tích nhỏ hơn của gioăng, do đó cải thiện khả năng kiểm soát áp suất của mối nối. Đường kính và chiều cao theo cấp áp suất và đường kính được mô tả trong ASME B16.5. Cấp áp suất mặt bích quy định chiều cao của mặt được nâng lên. Mặt bích RF nhằm mục đích tập trung thêm áp suất vào một diện tích nhỏ hơn của gioăng, do đó tăng khả năng kiểm soát áp suất của mối nối. Đường kính và chiều cao theo cấp áp suất và đường kính được mô tả trong ASME B16.5. Xếp hạng áp suất mặt bích.
3. Mặt bích vòng (RTJ)
Khi cần có mối hàn kín kim loại giữa các mặt bích ghép đôi (điều kiện cần thiết cho các ứng dụng áp suất và nhiệt độ cao, tức là trên 700/800°C), thì mặt bích khớp vòng (RTJ) được sử dụng.
Mặt bích khớp vòng có một rãnh tròn để chứa gioăng khớp vòng (hình bầu dục hoặc hình chữ nhật).
Khi hai mặt bích khớp vòng được bắt vít với nhau và siết chặt, lực siết của bu lông sẽ làm biến dạng gioăng trong rãnh của mặt bích, tạo ra một lớp bịt kín kim loại rất chặt. Để đạt được điều này, vật liệu của gioăng khớp vòng phải mềm hơn (dẻo hơn) so với vật liệu của mặt bích.
Các mặt bích RTJ có thể được làm kín bằng gioăng RTJ thuộc nhiều loại (R, RX, BX) và hình dạng khác nhau (ví dụ: hình bát giác/hình elip cho loại R).
Loại gioăng RTJ phổ biến nhất là loại R có mặt cắt ngang hình bát giác, vì nó đảm bảo độ kín khít rất tốt (mặt cắt ngang hình bầu dục là loại cũ hơn). Tuy nhiên, thiết kế "rãnh phẳng" chấp nhận cả hai loại gioăng RTJ có mặt cắt ngang hình bát giác hoặc hình bầu dục.
4. Mặt bích có rãnh và mộng (T&G)
Hai mặt bích có rãnh và lưỡi (mặt T & G) khớp hoàn hảo với nhau: một mặt bích có vòng nổi và mặt bích kia có các rãnh để chúng dễ dàng khớp vào nhau (lưỡi sẽ lọt vào rãnh và bịt kín mối nối).
Các loại mặt bích ghép mộng có sẵn với nhiều kích thước lớn và nhỏ.
5. Mặt bích đực và cái (M & F)
Tương tự như mặt bích có rãnh và mộng, mặt bích đực và cái (kiểu mặt M & F) khớp với nhau.
Một mặt bích có phần diện tích nhô ra ngoài bề mặt của nó, được gọi là mặt bích đực, và mặt bích còn lại có các rãnh lõm tương ứng được gia công trên bề mặt tiếp xúc, được gọi là mặt bích cái.
Hoàn thiện bề mặt mặt bích
Để đảm bảo sự khớp hoàn hảo giữa mặt bích với gioăng và mặt bích đối diện, bề mặt bích cần có độ nhám nhất định (chỉ áp dụng cho các loại mặt bích hoàn thiện RF và FF). Loại độ nhám của bề mặt mặt bích sẽ xác định loại "độ nhám bề mặt".
Các loại phổ biến bao gồm loại tiêu chuẩn, loại răng cưa đồng tâm, loại răng cưa xoắn ốc và loại có mặt bích trơn.
Có bốn loại hoàn thiện bề mặt cơ bản cho mặt bích thép, tuy nhiên, mục tiêu chung của bất kỳ loại hoàn thiện bề mặt mặt bích nào là tạo ra độ nhám mong muốn trên bề mặt mặt bích để đảm bảo sự khớp khít giữa mặt bích, gioăng và mặt bích đối diện, tạo ra lớp bịt kín chất lượng.
Thời gian đăng bài: 08/10/2023